Mechanism of hierarchical structure formation and structural control of polymers in fiber-reinforced composites

• Project/Area Number: 24K01178
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 植松 英之 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80536201)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 文宏 福井大学, カーボンニュートラル推進本部, 助教 (60748292) ; 福島 啓悟 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (50725322) ; 杉原 伸治 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70377472) ; 田上 秀一 福井大学, 繊維・マテリアル研究センター, 教授 (40274500)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2024: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 高分子構造 / 階層構造 / 複合材料

Outline of Research at the Start

本研究では界面相の結晶構造が決まる基となる界面構造を実験的に捉え、界面相と繊維の影響が表れないバルク領域の結晶構造（界面～界面相～バルク領域に渡る高分子の階層構造）の形成機構を明らかにする。複合する温度下での強化繊維を含む高分子のラジカル量を電子スピン共鳴法にて追跡することで界面での反応状態を明らかにすると共に、原子間力顕微鏡による界面でのナノ物性から界面構造を、顕微ラマン分光により界面相からバルク領域の高分子の結晶構造を評価する。表面粗さや表面官能基の異なる繊維と末端組成や分子量の異なる高分子を用いた組み合わせを系統的に検証し、高分子の階層構造を制御するための設計指針を創出する。